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本文主要介绍双极性四线步进电机的控制方法,双极性步进电机简易图如下图所示:
双极性四线步进电机
通常直接使用高低电平的方式直接驱动,常见的控制方式是四拍(整步)、八拍(半步)。
为了减弱或消除步进电机的低频振动开发了细分驱动技术。细分后电机运行时的实际步距角是基本步距角的几分之一,微步即1/4-step、1/8-step、1/16-step等
比如,两相步进电机的基本步距角是1.8°,即一个脉冲走1.8°,如果没有细分,则是200个脉冲走一圈360°。细分是通过驱动器靠精确控制电机的相电流所产生的,如果是10细分,则发一个脉冲电机走0.18°,即2000个脉冲走一圈360°,电机的精度能否达到或接近0.18°,还取决于细分驱动器的细分电流控制精度等其它因素。
四拍、八拍可使用ULN2003进行简易驱动控制,上电时序如下。如果要使用更多级的微步控制就需要使用专门的驱动芯片,如TI的DRV8889A-Q1 。
单4拍线圈上电时序表如下:
电极 | 1 | 2 | 3 | 4 |
A+ | 1 | 0 | 0 | 0 |
A- | 0 | 1 | 0 | 0 |
B+ | 0 | 0 | 1 | 0 |
B- | 0 | 0 | 0 | 1 |
双4拍线圈上电时序表如下:
电极 | 1 | 2 | 3 | 4 |
A+ | 1 | 1 | 0 | 0 |
A- | 0 | 0 | 1 | 1 |
B+ | 1 | 0 | 0 | 1 |
B- | 0 | 1 | 1 | 0 |
电机转动方向如下所示,(A+)---(B+)---(A-)---(B-),以此循环,
8拍线圈上电时序表如下:
电极 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
A+ | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 |
A- | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 |
B+ | 0 | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 |
B- | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 |
电机转动方向如下所示,再次从头循环
(A+)---(A+B+)---(B+)--(B+A-)---(A-)---(A-B-)---(B-)---(B-A+)
反转时,控制时序倒过来控制就可实现反向转动。
为了实现更多级的微步控制就需要使用专门驱动芯片进行精准控制。
以TI的DRV8889A-Q1为例,支持多达 1/256 级微步进,下图为其典型应用框图,通过单片机通过SPI通讯配置微步值、读取参数及控制电机运转,电机旋转方向通过DIR引脚进行控制。
典型应用图
简化版原理图
本文只对双向四线步进电机进行控制进行简单介绍,后续会更新不同器件控制的完整电路及简易程序。
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